DE2100157B2 - Verfahren zur Herstellung eines Supraleiters - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines SupraleitersInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten Supraleiters gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Als stabilisierte supraleitende Drähte verwendet man heute vorwiegend Kupferdrähte, in die auf mechanischem Wege, ζ. B. durch Ziehen, Walzen oder Pressen,
eine sehr große Anzahl von Filamenten aus supraleitendem Material, wie z. B. Niob-Titan, eingebettet worden
sind.
Solche Supraleiter werden normalerweise ζ. Β. derart hergestellt, daß man in einen Kupferbolzen eine Anzahl
Bohrungen macht, dann in diese je einen NbTi-Stab einführt, und den derart präparierten Kupferbolzen
durch Warm- oder Kaltpressung zu einem Stab verformt, und anschließend den Stab durch Ziehen oder
Walzen zu einem dünnen Draht verarbeitet.
gen mit Durchmessern unter 10 mm und mit genügender Tiefe nur mit großen Schwierigkeiten oder gar nicht
hergestellt werden.
Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, ist es bekannt,
r, Einzelstäbe aus Niob-Titan mit Kupfer zu umhüllen und
durch einen Preßvorgang metallurgisch miteinander zu verbinden. Die derart mit Kupfer umhüllten NbTi-Stäbe
werden danach in ein zweites Kupferrohr eingelegt und erneut verpreßt Ein derartiges Verfahren ist z. 3. in der
ίο FR-PS 15 09 602, der GB-PS 11 70 645 oder der GB-PS
ί 1 62 549 beschrieben. Da das Kupfer bei der ersten Pressung metallurgisch mit dem Supraleitermaterial
verbunden wird, darf eine weitere Pressung nur bei Temperaturen unter 500" C erfolgen, da s'ch sonst
"vegen des innigen Kontaktes von Kupfer mit dem Supraleitermaterial an der dazwischenliegenden Grenzschicht eine spröde Diffusionsschicht bilden würde, die
schlechte thermische und elektrische Eigenschaften aufweist Ein Verpressen des mit Stäben gefüllten
zweiten Kupferrohres bei einer Temperatur von höchstens 500° C bedingt jedoch verhältnismäßig große
und starke Spezialpressen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Supraleiters anzuge
ben, das eine wesentlich einfachere Durchführung der
mechanischen Verformung ermöglicht, ohne die thermischen und elektrischen Eigenschaften des Supraleiters
zu beeinflussen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1
)o angegebene Erfindung gelöst
Die einmalige Verformung weist den großen Vorteil auf, daß dabei mit höheren Temperaturen als bei
zweimaliger Verformung des supraleitenden mit dem normalleitenden Material gearbeitet werden kann,
js wodurch die maximale notwendige Verformungskraft
geringer und eine einwandfreie metallurgische Verbindung zwischen dem supraleitenden und dem normalleitenden Material sicher ist
Vorzugsweise verwendet man ils normalleitendes
Material Kupfer, als supraleitendes Material Niob-Titan.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn das gefüllte Rohr zuerst auf einen geringeren Durchmesser warmverformt, bei der Materialpaarung Kupfer — Niob-Titan
bei einer Temperatur von höchstens 700° C, und danach aus dem derart erhaltenen Stab durch Kaltverformung
einen Draht herstellt.
Vorzugsweise ordnet man die Stäbe aus supraleitendem Material in Umhüllungen aus normalleitendem
■jo Material, mit sechseckigem Umfang und kreisförmigem
Querschnitt der Längsbohrung.
Eine beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Preßbolzen zur Durchführung des Verfahrens; und
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in F i g. 1.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, füllt man zur Herstellung eines stabilisierten Supraleiters mit mehre
ren Filamenten aus supraleitendem Material ein erstes
Rohr 1 aus normalleitendem Material, z. B. Kupfer, mit annähernd gleichlangen Rohren 2 von geringerem
Querschnitt und ebenfalls aus normalleitendem Material, z. B. Kupfer, in deren Inneres je ein Stab 3 aus
t> > supraleitendem Material eingeschoben ist.
Die das supraleitende Material umgebenden Rohre 2 sind mit einer zylindrischen Bohrung zur losen
Aufnahme der Stäbe 3 und mit sechseckförmigem
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Umfang zur Erzielung einer möglichst großen Pakkungsdichte innerhalb des äußeren ersten Rohres 1
versehen. Im Zentrum des großen Rohrquerschnittes werden zweckmäßig volle Sechskantstäbe aus Kupfer
eingelegt, da dieses Gebiet bei der anschließenden Verarbeitung ungleichmäßig verformt wird.
Wenn der Querschnitt des ersten Rohres 1 wie aus F i g. 1 gut ersichtlich, voll ausgefüllt ist, werden die
beiden Enden dss Rohres 1 wie aus F i g. 2 ersichtlich,
mit je einem Verschlußdeckel 4 vakuumdicht zugeschweißt.
Danach wird das Ganze mechanisch warm und/oder kalt zu einem Draht verformt, und zwar derart, daß
zwischen dem normalleitenden und dem supraleitenden Material eine metallische Bindung, jedoch kein Eutektikum
oder intermetallische Verbindung entsteht
Das sieht beim dargestellten Beispiel derart aus, daß man das gefüllte und verschlossene erste Rohr 1 bei
einer Preßtemperatur von ca. 7000C von einem großen
Ausgangsdurchmesser zu einem Stab mit kleinerem Durchmesser preßt. Danach wird der derart erhaltene
Stab durch Kaltverformung wie Ziehen oder Walzen zu einem Draht mit einem Durchmesser von beispielsweise
■> 0,4 mm verformt
Die Dicke der aus supraleitendem Material bestehenden
Stäbe 3 wurde derart gewählt, daß die daraus entstehenden Filamente im fertigen Draht einen
Durchmesser im Bereich von 5 bis 50 μηι aufweisen.
ίο Da bei der Verpressung des gefüllten ersten Rohres 1
eine Temperatur von ca. 7000C gegenüber ca. 5000C bei
den bekannten Verfahren angewendet werden kann, ist es offensichtlich, daß die dazu notwendigen maximalen
Preßkräfte weit geringer sind; außerdem ist dieses Verfahren bedeutend einfacher, da nur ein Preßvorgang
erforderlich ist, und es ergibt sich durch die Anwendbarkeit von höheren Preßtemperaturen eine einwandfreie
metallurgische Verbindung zwischen dem supraleitenden und dem normalleitenden Material.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten Supraleiters mit mehreren Filamenten aus supraleitendem Material, bei dem Einzelstäbe aus supraleitendem Material mit normalleitendem Material
umhüllt, diese Anordnung in ein Rohr aus normalleitendem Material eingesetzt und dieser Zusammenbau anschließend mechanisch derart verformt wird,
daß zwischen dem normalleitenden und dem supraleitenden Material eine metallurgische Bindung jedoch kein Eutektikum oder intermetallische
Verbindung entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verformung ausschließlich erst dann erfolgt, wenn die mit einem
normalleitendem Material (2) umhüllten supraleitenden Einzelstäbe (3) in das Rohr (1) aus normalleitendem Material eingesetzt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ds.3 als normalleitendes Material Kupfer,
als supraleitendes Material Niob-Titan verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des Inneren des Rohres
(1), vorzugsweise dessen Zentrum mit Stäben aus normalleitendem Material versieht
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die supraleitenden Einzelstäbe (3) vor
der mechanischen Verformung lose in die Umhüllung (2) eingelegt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das gefüllte Rohr (1) zuerst auf
einen geringeren Durchmesser warmverformt und danach aus dem derart erhaltenen Stab durch
Kaltverformung einen Draht her .teilt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stäbe aus supraleitendem
Material in Umhüllungen (2) aus normalleitendem Material mit sechseckigem Umfang und kreisförmigem Querschnitt der Längsbohrung, anordnet.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Durchmesser der Stäbe aus
supraleitendem Material und/oder den Verformungsgrad derart wählt, daß die Filamente aus
supraleitendem Material im fertigen Supraleiter einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 50μπι
aufweisen.
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Families Citing this family (3)
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| GB1273924A (en) | 1972-05-10 |
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